Схема бесконтактного сигнализатора напряжения

Для определения наличия напряжения в электроустановках обычно применяют указатели напряжения с неоновой лампой. Однако у этих указателей есть существенные недостатки: они требуют непосредственного касания токоведущих частей, находящихся под высоким потенциалом, имеют недостаточную яркость свечения неоновой лампы (что затрудняет применение этих указателей в дневное время), применение их на одноцепных линиях электропередачи затруднено.

В последние годы ведется разработка новых типов указателей, которые могли бы дистанционно и бесконтактно определять наличие или отсутствие напряжения. Одним из таких устройств является описываемый портативный бесконтактный сигнализатор напряжения со звуковой индикацией.

В нем предусмотрен периодический автоматический контроль исправности, а для усиления громкости звучания применен акустический резонатор, встроенный в стенку корпуса прибора. Сигнализатор может применяться как дополнительное защитное средство для дистанционного обнаружения напряжения в электроустановках переменного тока напряжением 220 В и выше.

Он также может быть использован как трассоискатель проводов скрытой неэкранированной проводки. Прибор можно держать в руке, прикрепить к каске или к изолированной штанге. Прибор реагирует на электрическую составляющую электромагнитного поля, и его работоспособность не зависит от наличия или отсутствия тока в токоведущих частях.

Сигнализатор напряжения питается от аккумулятора 7Д-0,1 напряжением 9 В. Потребляемый ток в режиме индикации 15 мА, при отсутствии сигнала 5 мА. Размер 100x50x30 мм, масса 250 г.

Принципиальная схема сигнализатора показана на рис. 1. Он состоит из следующих узлов: антенны, электрометрического усилителя, блока дискриминатора и расширения импульсов, блока звуковой сигнализации и блока контроля исправности прибора.

Электрометрический усилитель выполнен па интегральной микросхеме МС2 — повторителе напряжения с полевым транзистором па входе. Его чувствительность зависит в основном от сопротивления резистора R6, в небольших пределах она может регулироваться резистором R5.

Блок дискриминатора и расширения импульсов состоит из выпрямителя на диодах Д1 и Д2 и одновибратора на транзисторах TI и Т2, порог срабатывания которого задается диодом ДЗ.

Блок звуковой сигнализации выполнен по схеме мультивибратора на транзисторах ТЗ и Т4. В коллекторную цепь транзистора Т4 включен миниатюрный электромагнитный капсюль Гр1 типа ДЭМШ или ТМ-2А.

Блок контроля исправности представляет собой несимметричный мультивибратор на интегральной микросхеме МС1, который формирует короткие импульсы с частотой следования, определяемой емкостью конденсатора С1. Эти импульсы один раз в 5—6 с через конденсатор С2 поступают на антенну Ан1 и вызывают срабатывание прибора. При этом сигнализатор выдает одиночный звуковой сигнал длительностью менее 0,1 с, свидетельствующий об исправности прибора.

Вместо микросхем могут быть применены транзисторы. Схема двух блоков на транзисторах приведена на рис. 2.

Если сигнализатор напряжения внести в электрическое поле электроустановки, то в антенне наведется ЭДС, поступающая на вход усилителя. С выхода усилителя переменная составляющая тока через конденсатор СЗ поступает на дискриминатор. Если уровень сигнала меньше заданного, то одновибратор не запускается.

При уменьшении расстояния до частей электроустановки, находящихся под напряжением, ток резко возрастает. При достижении заданного уровня одновибратор запускается и блок звуковой сигнализации начинает генерировать прерывистый звуковой сигнал.

Все детали сигнализатора смонтированы на печатной плате и вместе с аккумулятором размещены в металлическом корпусе с торцевыми стенками из изоляционного материала . Одна из торцевых стенок изготовлена из фольгированного гетинакса и используется в качестве антенны.

С части поверхности гетинакса фольга удалена, размеры антенны уточняют при налаживании прибора. На части торцевой стенки, свободной от фольги, высверлено два ряда отверстий диаметром около 1,5 мм для звукового канала акустической камеры.

На рис. 4 показана конструкция камеры акустического резонатора и крепление к ней электромагнитного капсюля. В качестве другой стенки камеры используется боковая стенка корпуса сигнализатора, Эта камера размещается под монтажной платой.

Во вторую торцевую стенку вмонтированы кнопка включения прибора и гнезда разъема Ш1 для подключения зарядного устройства.

Налаживание сигнализатора напряжения трудностей обычно не вызывает и сводится в основном к регулировке порога срабатывания по напряженности электрического поля.

Вначале налаживания проверяют потребляемый ток при отсутствии звукового сигнала. Ток не должен превышать 5—6 мА. После этого замыкают накоротко коллектор и эмиттер транзистора Т2. При этом должен вырабатываться звуковой сигнал. В случае отсутствия сигнала контроля исправности проверяют мультивибратор на микросхеме МС1.

В заключение опробывают сигнализатор, постепенно приближая его на допустимое правилами техники безопасности расстояние к токонесущему проводу. При этом прибор должен срабатывать и подавать звуковой сигнал.

Сопротивления резисторов R6 и R5 подбирают в зависимости от напряжения электроустановки, в которой будет использован сигнализатор (см. таблицу).